基于技術(shù)融合的卓越型電力信息工程教育研究

畢忠勤　袁仲雄

摘要：隨著智能電網(wǎng)的迅猛發(fā)展，電力企業(yè)對掌握電力信息技術(shù)的人才需求越來越旺盛，對信息人才的培養(yǎng)質(zhì)量要求越來越高。傳統(tǒng)的通過開設(shè)幾門有關(guān)電力相關(guān)課程的培養(yǎng)方式已經(jīng)不能滿足人才培養(yǎng)的需求。文章基于技術(shù)融合，提出實現(xiàn)電力技術(shù)與信息技術(shù)的無縫銜接，從教學(xué)內(nèi)容和實踐體系上形成完善的教育模式，在行業(yè)特色明顯的計算機類人才培養(yǎng)方面具有一定的推廣價值。

關(guān)鍵詞：卓越工程師；教育模式；技術(shù)融合；實踐平臺；電力信息

0引言

在電力企業(yè)中，發(fā)、輸、配、變、用各個環(huán)節(jié)都離不開信息技術(shù)的強有力支撐，這一方面給傳統(tǒng)的信息技術(shù)人才帶來個人發(fā)展的機遇，另一方面也對傳統(tǒng)的信息技術(shù)人才培養(yǎng)提出新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的信息技術(shù)人才培養(yǎng)為了適應(yīng)行業(yè)的需要，通常是開設(shè)一些行業(yè)的核心專業(yè)課程如電力行業(yè)概論、電力系統(tǒng)分析等。2006年，上海電力學(xué)院計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院在原有計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)上開設(shè)“電力企業(yè)信息化方向”的本科培養(yǎng)方向，該方向于2011年納入教育部首批卓越工程師培養(yǎng)計劃。經(jīng)過近10年來的建設(shè)，我們在卓越型電力信息人才的定位、教學(xué)體系、實踐體系等方面進行大量有益的嘗試，形成一些行之有效的教學(xué)手段，為全國電力行業(yè)輸送了大量掌握電力信息技術(shù)、基礎(chǔ)扎實、知識面廣的計算機工程型人才。

1卓越型電力信息工程師的能力分析

根據(jù)市場調(diào)研以及電力企業(yè)對信息技術(shù)人才的需求標(biāo)準(zhǔn)，卓越型電力信息工程技術(shù)人才的能力要求為具備電力信息系統(tǒng)的規(guī)劃與分析能力，分析和設(shè)計電力專用算法的能力，開發(fā)和集成電力軟件的能力，電力信息系統(tǒng)軟件分析、挖掘和創(chuàng)新的能力。

卓越型電力信息工程人才的重點在于培養(yǎng)學(xué)生具備電力技術(shù)和信息技術(shù)深度融合的跨行業(yè)解決問題能力，涵蓋電力企業(yè)弱電應(yīng)用、計算機硬件、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)、信息安全等不同的理論、技術(shù)和產(chǎn)品，跨越理論研究、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成、軟件應(yīng)用和維護等不同的階段。在學(xué)生培養(yǎng)的過程中，教師需要以電力企業(yè)信息化為主線，讓學(xué)生從不同的層次學(xué)習(xí)并掌握各種計算機技術(shù)，從系統(tǒng)總體角度分析、設(shè)計和應(yīng)用計算機技術(shù)，全面提高學(xué)生對電力信息系統(tǒng)的認知、分析、設(shè)計、開發(fā)與應(yīng)用水平，使學(xué)生能夠在未來的工作崗位上從系統(tǒng)的角度而不是從局部的角度，分析和解決電力信息系統(tǒng)中面臨的問題，以便更好地將信息技術(shù)融入電力企業(yè)，促進智能電網(wǎng)的發(fā)展，培養(yǎng)更多高級跨行業(yè)的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。

2卓越型電力工程師教育的模式

卓越型電力信息工程師具有很強的跨行業(yè)特性，培養(yǎng)過程中要求實現(xiàn)現(xiàn)代電力技術(shù)與計算機技術(shù)的深度融合。為了實現(xiàn)現(xiàn)代電力技術(shù)與計算機技術(shù)的深度融合，通常有3種模式可以選擇，分別是計算機為主電力為輔、電力為主計算機為輔、計算機與電力同等。在對卓越型電力信息工程能力進行深入分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合辦學(xué)特色，我們確定計算機為主電力為輔的培養(yǎng)模式，包括理論課程體系、實踐課程體系和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺，但在培養(yǎng)過程中與通常的做法有所區(qū)別。以往的跨行業(yè)信息技術(shù)人才培養(yǎng)大多是通過開設(shè)幾門跨行業(yè)的課程如現(xiàn)代電力技術(shù)課程，以期待學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)中能夠達到跨行業(yè)的技術(shù)融合。上海電力學(xué)院在培養(yǎng)過程中，要求實現(xiàn)現(xiàn)代電力技術(shù)與信息技術(shù)的深度融合，在理論課程體系、實踐課程體系和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺上都貫穿學(xué)科意識融合和教學(xué)內(nèi)容融合的設(shè)計思想。

在理論課程體系中，為了避免電力和計算機類課程互不關(guān)聯(lián)、理論教學(xué)與科創(chuàng)實踐相分離的問題，針對現(xiàn)代電力技術(shù)和計算機技術(shù)兩個學(xué)科的不同特點及其相通之處，我們提出學(xué)科意識融合和課程體系優(yōu)化，構(gòu)建電力特色鮮明的計算機類理論課程體系。①培養(yǎng)現(xiàn)代電力技術(shù)與計算機技術(shù)深度融合的計算機工程型人才，這不是簡單地增開幾門現(xiàn)代電力技術(shù)課程，重點在于在計算機技術(shù)的理論教學(xué)中融入電力技術(shù)的精髓，關(guān)鍵在于兩門不同學(xué)科意識的深度融合，在原有計算機思維中融入電力技術(shù)的意識，形成電力信息技術(shù)意識，落實到電力信息技術(shù)能力培養(yǎng)中，以提高電力信息技術(shù)人才的綜合素質(zhì)。②加強計算機技術(shù)和現(xiàn)代電力技術(shù)的融合。如今的電力企業(yè)中，計算機技術(shù)貫穿在電力應(yīng)用的整個過程，包括發(fā)、輸、配、變、用電各個環(huán)節(jié)，同時電力企業(yè)的信息化建設(shè)中涉及計算機科學(xué)下的各個學(xué)科，包括軟件工程、信息安全、網(wǎng)絡(luò)工程等。通過前期歸納梳理，我們發(fā)現(xiàn)實時數(shù)據(jù)處理和非實時信息處理是兩大應(yīng)用主流，由此開設(shè)電力實時信息系統(tǒng)和電力信息系統(tǒng)兩門新課，涵蓋計算機技術(shù)在電力行業(yè)的兩大主要應(yīng)用，使學(xué)生能掌握電力信息處理的基本理論和分析設(shè)計方法。③優(yōu)化設(shè)計電力信息化專業(yè)課程。根據(jù)在電力信息化應(yīng)用方面計算機技術(shù)未來的發(fā)展方向以及計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院科研科創(chuàng)的現(xiàn)狀，優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)代電力技術(shù)與計算機技術(shù)深度融合的電力信息化專業(yè)課程，既有計算機技術(shù)中融合現(xiàn)代電力技術(shù)的電力實時信息處理技術(shù)、電力信息系統(tǒng)等課程，又有現(xiàn)代電力技術(shù)中融入計算機技術(shù)的電力調(diào)度信息技術(shù)、配電自動化信息技術(shù)等課程。

在實踐課程體系方面，教師可以建立以“接觸一了解一應(yīng)用一綜合”為特征的實踐能力培養(yǎng)體系。現(xiàn)代電力技術(shù)與計算機技術(shù)深度融合的計算機工程型人才實踐能力的培養(yǎng)重點在于培養(yǎng)學(xué)生對于電力企業(yè)信息化軟件的認知、分析、設(shè)計和應(yīng)用能力。為了實現(xiàn)實踐能力培養(yǎng)的目標(biāo)，教師可以建立分層次的實踐課程體系，將全部實踐課程劃分為4個階段：①基本技能訓(xùn)練階段，包括認知實習(xí)、Java語言課程設(shè)計、C語言課程設(shè)計等，主要培養(yǎng)學(xué)生基本的分析問題和編程能力，培養(yǎng)學(xué)生面對實際應(yīng)用進行需求分析和綜合運用基本理論的能力；②專業(yè)能力訓(xùn)練階段，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計、操作系統(tǒng)課程設(shè)計、軟件工程課程設(shè)計等，主要是結(jié)合各個專業(yè)課程有針對性地完成各項實踐，讓學(xué)生深入了解專業(yè)課程中一些核心概念的應(yīng)用，鞏固理論教學(xué)內(nèi)容；③工程實踐訓(xùn)練階段，包括軟件技術(shù)工程實踐，就是在軟件工程理論的指導(dǎo)下，以實際的工程項目為背景進行軟件開發(fā)過程訓(xùn)練，體驗完整的軟件開發(fā)全過程；④綜合訓(xùn)練，包括軟件綜合實踐、畢業(yè)設(shè)計等，通過布置面向現(xiàn)代電力技術(shù)的綜合性電力企業(yè)信息化課題，要求學(xué)生實現(xiàn)現(xiàn)代電力技術(shù)和信息技術(shù)深度融合的信息化系統(tǒng)，幫助學(xué)生體驗如何在解決電力信息系統(tǒng)需求的過程中，正確地利用計算機技術(shù)并進行實踐經(jīng)驗總結(jié)，對原有知識和技術(shù)進行創(chuàng)新。

跨行業(yè)的綜合性人才培養(yǎng)難點一般都在于學(xué)校的實踐平臺很難滿足人才培養(yǎng)的需要。同樣，卓越型電力信息工程實踐教學(xué)的難點在于實踐平臺的構(gòu)建。目前，學(xué)校的實踐教學(xué)平臺都是建立于普通的局域網(wǎng)系統(tǒng)，教學(xué)內(nèi)容一般都是由任課教師根據(jù)課程教學(xué)內(nèi)容確定，很難真正體現(xiàn)現(xiàn)代電力技術(shù)對人才特有的要求。這樣的實踐平臺與電力企業(yè)實際應(yīng)用的電力信息系統(tǒng)存在較大的鴻溝，缺乏聯(lián)系，不符合電力信息化工程型人才能力培養(yǎng)要求。為了構(gòu)建電力特色明顯和真實反映電廠電網(wǎng)信息化運行現(xiàn)狀的電力信息工程實踐平臺，學(xué)院可以在利用中央和地方共建電力網(wǎng)絡(luò)安全實驗室時，堅持與國家電網(wǎng)下的電力信息網(wǎng)絡(luò)專業(yè)公司合作，在分析現(xiàn)有電廠信息系統(tǒng)硬件平臺和電網(wǎng)公司信息系統(tǒng)硬件平臺的基礎(chǔ)上，模擬真實的電力企業(yè)信息化建設(shè)的軟硬件平臺搭建電力安全實驗平臺，使電力信息工程師實踐平臺具備電力信息系統(tǒng)硬件平臺的典型架構(gòu)；同時，從全國眾多電力信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中提煉出幾個典型的電力信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和經(jīng)典產(chǎn)品，將典型電力信息網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)移植到實踐平臺中，為實踐教學(xué)提供一個逼真的環(huán)境。另外，根據(jù)各類電力信息系統(tǒng)的特點以及課程教學(xué)的需要，將教師主持開發(fā)的電力信息項目依照培養(yǎng)目標(biāo)重新提煉和歸納，進行“教學(xué)化”再開發(fā)，組織成不同的實踐體系。目前，我們已將曾獲得省級科技進步獎的“市級供電公司生產(chǎn)管理系統(tǒng)”等信息系統(tǒng)進行“教學(xué)化”再開發(fā)，構(gòu)建了電力管理信息實踐平臺；根據(jù)電力實時信息系統(tǒng)的特點和課程教學(xué)需要，將蓄能電站信息系統(tǒng)、實時數(shù)據(jù)庫、通用電氣公司的電力專業(yè)軟件移植到實驗室，建立電力實時信息實踐平臺；根據(jù)電力決策系統(tǒng)的特點和課程教學(xué)的需要，以“電廠電力市場輔助決策系統(tǒng)”為原型，構(gòu)建電力決策系統(tǒng)實踐平臺。

在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)平臺方面，教師可以堅持以培養(yǎng)學(xué)生個體能力和團隊合作能力為主要目標(biāo)，讓學(xué)生通過認知實習(xí)接觸電力和計算機技術(shù)，通過課程實驗了解電力和計算機技術(shù)，為專業(yè)發(fā)展打好基礎(chǔ)；組建創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團隊，使學(xué)生在團隊合作的背景下建立軟件的工程意識，培養(yǎng)團隊合作以及交流溝通的能力；開展創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，讓學(xué)生嘗試用計算機技術(shù)解決電力行業(yè)的實際問題；開展以工程應(yīng)用能力培養(yǎng)為目標(biāo)的綜合訓(xùn)練，全面培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和工程意識，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用電力技術(shù)和計算機技術(shù)解決電力信息化應(yīng)用和發(fā)展中典型工程型問題的能力，增強學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力和創(chuàng)造能力。

在實踐教學(xué)活動和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動中，教師要鼓勵學(xué)生提出和參與創(chuàng)新性題目的研究，使他們打好基礎(chǔ)，具有可持續(xù)發(fā)展的能力；同時注意引導(dǎo)學(xué)生不斷提升研究問題的層面，面向未來，讓學(xué)生避免只“實踐”而忽視研究，避免在同一個水平上重復(fù)。

3卓越型電力信息工程教育中電力與信息技術(shù)的融合

電力企業(yè)信息化是電力與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，因此最佳的電力與信息融合課程內(nèi)容應(yīng)該來源于電力信息科研項目，但科研項目僅針對科研和工程而并不符合教學(xué)規(guī)律，需要把教學(xué)的意識融入科研項目，根據(jù)人才培養(yǎng)的要求和教學(xué)規(guī)律對科研項目進行分解和教學(xué)化再開發(fā)。在教學(xué)內(nèi)容設(shè)計的過程中，我們通過將教師主持的市級供電公司生產(chǎn)管理系統(tǒng)等5個電力信息系統(tǒng)進行分解和教學(xué)化再開發(fā)，把分解后的項目內(nèi)容融入7門課程中，形成了一套相對完備的電力與信息技術(shù)融合的課程體系，使得教學(xué)更貼近于電力信息技術(shù)實際。電力信息化項目融入計算機課程一覽表見表1。

在課程實驗內(nèi)容的設(shè)計中，也可將電力信息化的項目融入進來，使實驗內(nèi)容和理論教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)，與電力信息化項目結(jié)合。課程實驗?zāi)軌蚣由顚W(xué)生對理論知識的理解，啟發(fā)學(xué)生對所學(xué)知識深入思考，彌補課堂教學(xué)的不足，最終達到理論聯(lián)系實際的教學(xué)效果。電力管理信息系統(tǒng)課程實驗的實驗項目和實驗內(nèi)容見表2。

課程設(shè)計在密切學(xué)科課程知識與實際應(yīng)用之間的聯(lián)系，整合學(xué)科課程知識體系，注重系統(tǒng)性、設(shè)計性、獨立性和創(chuàng)新性等方面具有比單獨課內(nèi)實驗更有效和直接的作用；同時還可以更有效地充分利用現(xiàn)有的教學(xué)資源，提高教學(xué)效果和教育質(zhì)量。課程設(shè)計不僅強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生具有綜合運用所學(xué)的多門課程知識解決實際問題的能力，還更加強調(diào)系統(tǒng)分析、設(shè)計和集成能力以及強化培養(yǎng)學(xué)生的獨立實踐能力和良好的科研素質(zhì)。電力管理信息系統(tǒng)課程設(shè)計的典型任務(wù)和工作項目見表3。

4結(jié)語

卓越型電力信息工程師教育是計算機人才培養(yǎng)中的一項嘗試，電力和計算機技術(shù)融合、教學(xué)內(nèi)容和科研項目結(jié)合是該人才培養(yǎng)模式中的重點，是人才培養(yǎng)目標(biāo)實施的關(guān)鍵?？茖W(xué)合理的教學(xué)培養(yǎng)方案是專業(yè)教學(xué)組織和管理的重要依據(jù)和保證。根據(jù)卓越型電力信息工程師的培養(yǎng)目標(biāo)和能力要求，我們構(gòu)建了以能力培養(yǎng)為主的教學(xué)體系，形成了具有電力特色的教學(xué)培養(yǎng)方案。今后要不斷完善培養(yǎng)方案，充實電力與計算機融合的內(nèi)容，為社會培養(yǎng)更多的卓越型電力信息工程師。

（編輯：宋文婷）